ToxR作为分子开关调控溶藻弧菌进入存活但不可培养状态(VBNC)的分子机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31772893
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    61.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1908.水产生物病原学与病害控制
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The viable but nonculturable (VBNC) cells have been accepted as a survival strategy of bacteria exposed to adverse environmental circumstances. Diseases caused by foodborne or waterborne pathogens in the VBNC state are emerging. The VBNC pathogens have the ability to evade conventional microbiological detection methods. Moreover, pathogenic bacteria in the VBNC state can regain virulence after resuscitation into culturable cells under suitable conditions. All these pose a significant and potential environmental and public health risk. So far, not much is in fact known about the molecular mechanisms underlying VBNC state induction and resuscitation. The loss of regulator ToxR, by regulated intramembrane proteolysis (RIP), may be associated with entry of Vibrio into the VBNC state. Toxin-antitoxin (TA) systems were found to be important in regulation of cell growth and dormancy, which is realized by inhibition of translation and protein biosynthesis caused by free toxin. The ppGpp synthesized in response to the environmental stress can controls the activity of TA modules. As an important zoonotic pathogen in marine aquaculture industries, Vibrio alginolyticus can enter into the VBNC state when exposed to conditions adverse to growth in the natural aquatic environment. In order to illuminate the mechanisms and basic regulatory network of VBNC state switched by ToxR, we set to explore cognation and regulating characteristics between the proteolysis of ToxR by RIP and the entry of V. alginolyticus into the VBNC state. Also, the genetic pathways in response to stresses, which undergo RIP signal cascade associated with TA system, will be delve deeply. All these expected results will reveal and illuminate preliminary the molecular mechanism in VBNC state formation, which will helpful to go into more detail on the comprehensive knowledge of the VBNC state induction in V. alginolyticus and other pathogenic bacteria.
VBNC(活的非可培养状态)是细菌在不利环境条件下的一种生存策略。病原菌的VBNC状态对流行病学监测、环境安全和公共健康构成重要的潜在风险。迄今为止,细菌VBNC的形成与复苏机制尚未被揭示。RIP(蛋白质受控膜内水解)信号转导通路触发的调控子ToxR水解可能参与VBNC的形成过程。环境胁迫应答反应可激活TA(毒素-抗毒素)系统活性,通过降解mRNA和抑制DNA复制等来调节细胞的生长与休眠。作为海水养殖病害中的重要人畜共患病原,溶藻弧菌遇到环境胁迫时可以VBNC形式分布于自然水生环境中。本课题以该病原为研究对象,拟研究在不同环境胁迫下由RIP信号通路介导的ToxR蛋白水解并进入VBNC状态的调控规律,同时探究这一环境胁迫应答与TA系统的级联关系及调控机制,从而初步阐明溶藻弧菌以ToxR为分子开关的VBNC形成机制和调控网络框架。

结项摘要

一些不利生长条件会诱导细菌进入一种类似休眠的生存状态,即存活但不可培养(VBNC)状态,然而导致细菌进入VBNC状态的分子机制以及相关调控通路尚未得到阐明。本研究以溶藻弧菌为研究对象,发现其在碱性和营养限制条件下会进入VBNC状态,且其关键毒力调节因子ToxR与此过程相关。通过滴板计数和活细胞染色实验发现,在营养限制和碱性环境下,23.8%的溶藻弧菌形态发生变化,可培养数降低,进入了VBNC状态。进一步发现,ToxR的缺失或在碱性饥饿条件下的水解会影响溶藻弧菌的胆盐耐受、运动性和毒力基因的表达,削弱溶藻弧菌毒力,促进其进入VBNC状态。对在VBNC诱导条件下溶藻弧菌进行RNA-seq和ChIP-seq分析表明,ToxR在VBNC诱导条件下直接控制8个基因的表达,包括与活性氧(ROS)抗性有关的ahpC和dps。凝胶迁移实验证明ToxR直接结合kdgR、ppiC、ahpC和dps的启动子区域,并在氧化应激条件下进一步控制它们各自的表达。ToxR缺失后的细胞会积累大量有害的细胞内活性氧。此外,这些基因有助于细菌保持可培养性,它们的框内缺失菌株显示出显著的可培养数下降,回补菌株则表现出可培养数回升。综上,本项目揭示了ToxR通过感应溶藻弧菌的内源性ROS (过氧化氢)等不利环境信号而诱导进入VBNC的分子机制,将为弧菌在海洋环境中的不同生活方式提供新的角度,有助于开发新的高效安全水产绿色防控方法。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Serine/threonine kinase PpkA coordinates the interplay between T6SS2 activation and quorum sensing in the marine pathogen Vibrio alginolyticus.
丝氨酸/苏氨酸激酶 PpkA 协调海洋病原体溶藻弧菌中 T6SS2 激活和群体感应之间的相互作用
  • DOI:
    10.1111/1462-2920.14039
  • 发表时间:
    2018-03
  • 期刊:
    Environmental microbiology
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Yang Z;Zhou X;Ma Y;Zhou M;Waldor MK;Zhang Y;Wang Q
  • 通讯作者:
    Wang Q
Roles of virulence regulator ToxR in viable but non-culturable formation by controlling reactive oxygen species resistance in pathogen Vibrio alginolyticus.
毒力调节剂 ToxR 通过控制病原体溶藻弧菌中的活性氧抗性在活的但不可培养的形成中的作用。
  • DOI:
    10.1016/j.micres.2021.126900
  • 发表时间:
    2021-10
  • 期刊:
    Microbiological research
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Mengqing Zhou;Yuping Huang;Yuanxing Zhang;Qiyao Wang;Yue Ma;Shuai Shao
  • 通讯作者:
    Shuai Shao
VqsA, a Novel LysR-Type Transcriptional Regulator, Coordinates Quorum Sensing (QS) and Is Controlled by QS To Regulate Virulence in the Pathogen Vibrio alginolyticus
VqsA 是一种新型 LysR 型转录调节因子,协调群体感应 (QS) 并受 QS 控制以调节病原体溶藻弧菌的毒力
  • DOI:
    10.1128/aem.00444-18
  • 发表时间:
    2018-06-01
  • 期刊:
    APPLIED AND ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Gao, Xiating;Wang, Xuetong;Wang, Qiyao
  • 通讯作者:
    Wang, Qiyao
Alternative Sigma Factor RpoX Is a Part of the RpoE Regulon and Plays Distinct Roles in Stress Responses, Motility, Biofilm Formation, and Hemolytic Activities in the Marine Pathogen Vibrio alginolyticus
替代 Sigma 因子 RpoX 是 RpoE 调节子的一部分,在海洋病原体溶藻弧菌的应激反应、运动、生物膜形成和溶血活动中发挥独特作用
  • DOI:
    10.1128/aem.00234-19
  • 发表时间:
    2019-07-01
  • 期刊:
    APPLIED AND ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Gu, Dan;Zhang, Jun;Wang, Qiyao
  • 通讯作者:
    Wang, Qiyao
VqsA controls exotoxin production by directly binding to the promoter of asp in the pathogen Vibrio alginolyticus
VqsA 通过直接结合病原体溶藻弧菌中的 asp 启动子来控制外毒素的产生
  • DOI:
    10.1093/femsle/fnz056
  • 发表时间:
    2019-03
  • 期刊:
    FEMS Microbiology Letters
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Zhang Jun;Hao Yuan;Yin Kaiyu;Mao Qiaoqiao;Xu Rongjing;Zhang Yuanxing;Ma Yue;Wang Qiyao
  • 通讯作者:
    Wang Qiyao

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

锥光束乳腺CT与乳腺X线摄影对致密类乳腺恶性肿瘤的诊断效能比较
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中华肿瘤杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘爱迪;马悦;尹璐;韩鹏;李海洁;叶兆祥
  • 通讯作者:
    叶兆祥
上海中心城区暴雨内涝阈值研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    暴雨灾害
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    史军;穆海振;杨涵洧;马悦;徐家良
  • 通讯作者:
    徐家良
牦牛EPF基因克隆及其在配种后血液中的含量分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    农业生物技术学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马进彪;樊江峰;余四九;崔燕;韩小红;马悦;何翃闳;李秦;赵生贤;张兴云;曹艳桃;包梅
  • 通讯作者:
    包梅
CHKA基因沉默对胶质瘤细胞生物学行为的影响及其机制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中国癌症杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄灵;邹有瑞;李琢琦;马悦;高鑫义;马辉
  • 通讯作者:
    马辉
人工岛与海岸整治工程下波流动力响应特征
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    同济大学学报( 自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    匡翠萍;江林锋;马悦;邱若峰
  • 通讯作者:
    邱若峰

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

马悦的其他基金

鳗弧菌共感染下宿主亲环素A作为分子开关介导的杀鱼爱德华氏菌胞内定植与侵袭分子致病机制
  • 批准号:
    32373182
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于冷胁迫诱导下相容性溶质胞内积累的鳗弧菌活疫苗冻干耐受分子机制
  • 批准号:
    31272701
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    80.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码